Στη σύγχρονη εποχή μας, αναπτύσσονται ενεργά διάφορες τεχνολογίες που παρέχουν μέγιστη άνεση στην ανθρώπινη δραστηριότητα. Ειδικότερα, αξίζει να σημειωθεί ότι η ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού είναι τα ηλιακά πάνελ, τα οποία μπορούν πλέον να εγκατασταθούν στην οροφή του σπιτιού σας. Και ο καθένας μπορεί να τα αγοράσει. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου το σπίτι βρίσκεται μακριά από ηλεκτροφόρα καλώδια. Αλλά για να αισθανθείτε όλα τα οφέλη και τα οφέλη μιας τέτοιας λύσης, είναι απαραίτητος ο σωστός υπολογισμός των ηλιακών συλλεκτών.
Γενικές πληροφορίες
Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι ένα φυσικό φαινόμενο που ανακαλύφθηκε το 1887 και αποτέλεσε τη βάση για την ανάπτυξη ηλιακών συλλεκτών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Υπό την επίδραση του φωτός (φωτόνια) ή οποιασδήποτε άλλης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η ενέργεια αυτών των σωματιδίων μεταφέρεται στα ηλεκτρόνια της ουσίας. Με άλλα λόγια, με τη βοήθεια του ήλιουλαμβάνουν ηλεκτρική ενέργεια.
Μετά την ανακάλυψη αυτού του φυσικού φαινομένου, έγινε απαραίτητος ο έλεγχος του. Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκαν φωτοκύτταρα - ειδικές ηλεκτρονικές συσκευές συμπαγούς μεγέθους. Περιλαμβάνουν υλικά ημιαγωγών.
Σε συνθήκες βιομηχανικής παραγωγής, κατέστη δυνατός ο συνδυασμός μικροσκοπικών μορφοτροπέων σε ογκώδη και αποδοτικά πάνελ. Πολλές σύγχρονες επιχειρήσεις παράγουν αρθρωτά σχέδια πυριτίου σε μεγάλο όγκο. Η απόδοσή τους είναι περίπου 18-22%.
Η ηλιακή μπαταρία περιλαμβάνει αρκετές παρόμοιες μονάδες μέσω των οποίων τα φωτόνια του ηλιακού φωτός εισέρχονται στο ηλεκτρικό κύκλωμα με τη μορφή συνεχούς ρεύματος. Στη συνέχεια μπαίνουν στις συσκευές αποθήκευσης ή μετατρέπονται σε φόρτιση εναλλασσόμενου ρεύματος (220 βολτ). Η ηλεκτρική ενέργεια που προκύπτει επιτρέπει στις οικιακές συσκευές να λειτουργούν.
Δυνατότητες υπολογισμού ηλιακών συλλεκτών για το σπίτι
Αυτή η λειτουργία καταλήγει, πρώτα απ 'όλα, στον προσδιορισμό της ισχύος τους. Και για αυτό είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε ποιο ενεργειακό φορτίο θα πέσει σε ολόκληρη τη δομή. Με άλλα λόγια, πόσα κιλοβάτ ενέργειας θα καταναλώνονται μηνιαίως.
Αυτές οι μετρήσεις μπορούν να προσδιοριστούν παρατηρώντας τον ηλεκτρικό μετρητή. Και αν η τιμή είναι εντός 100 kW, τότε τα πάνελ πρέπει να αγοραστούν ακριβώς εκείνα που είναι ικανά να παράγουν τέτοια ποσότητα ενέργειας.
Αξίζει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι το έργο της ηλιακήςΟι μπαταρίες σε πλήρη λειτουργία είναι δυνατή μόνο στο φως της ημέρας. Ένα πλήρες θέμα θα είναι μόνο όταν ο ουρανός είναι καθαρός. Όταν αλλάξει η γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου, καθώς και η εμφάνιση νεφών στον ορίζοντα, η ισχύς θα μειωθεί κατά 20%. Το ίδιο θα συμβεί και με συννεφιά. Όλα αυτά δεν πρέπει να ξεχαστούν.
Δηλαδή, κατά τη διαδικασία υπολογισμού των ηλιακών συλλεκτών για μια ιδιωτική κατοικία, θα πρέπει να λάβετε τη χρονική περίοδο που λειτουργούν με πλήρη ισχύ. Κατά κανόνα, αυτό είναι 7 ώρες - η περίοδος από τις 9 το πρωί έως τις 4 το απόγευμα. Παράλληλα, την καλοκαιρινή περίοδο, τα πάνελ μπορούν να λειτουργήσουν από την αυγή μέχρι το σούρουπο. Αλλά στο παρελθόν, το ποσοστό της ικανότητας εργασίας θα είναι μόνο στην περιοχή του 20-30%. Κατά τις παραπάνω ώρες, μπορείτε να λάβετε το υπόλοιπο 70%.
Ισχύς
Όπως έχουμε ήδη καταλάβει, ο θεμελιώδης παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον υπολογισμό των ηλιακών συλλεκτών είναι το ενεργειακό φορτίο. Εξάλλου, η απόδοση των μπαταριών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για την παροχή ενός σπιτιού:
- Η δημιουργία ενός πλήρους σταθμού απαιτεί τη χρήση ισχυρών πάνελ - από 150 έως 250 watt.
- Για να διατηρήσετε την απόδοση μόνο του εξοχικού φωτισμού, μπορείτε να τα βγάλετε πέρα με μπαταρίες χαμηλής ισχύος - όχι περισσότερο από 50 W, που είναι αρκετό.
Πώς να κάνετε τέτοιους υπολογισμούς;
Βασική κατανάλωση ενέργειας
Πριν από τον υπολογισμό της ηλιακής μπαταρίας και της μπαταρίας, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε τη συνολική ισχύ όλων των καταναλωτών ηλεκτρικού ρεύματος που χρησιμοποιήθηκαν. Για το σκοπό αυτό, η κατανάλωση ενέργειας κάθε μονάδας (συσκευές, λαμπτήρες κ.λπ.) πολλαπλασιάζεται με τον αριθμό των ωρών χρήσης της σεκατά τη διάρκεια της ημέρας.
Στη συνέχεια, προσθέστε όλα τα δεδομένα που έχετε λάβει. Το αποτέλεσμα είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας ανά ημέρα (σε κιλοβατώρες). Αυτή είναι η ποσότητα των ηλιακών συλλεκτών που πρέπει να παράγουν και αυτή είναι η ελάχιστη τιμή. Οι μετέπειτα υπολογισμοί σχετικά με τον αριθμό των πάνελ, το κόστος τους και άλλες παραμέτρους θα εξαρτηθούν από αυτά τα δεδομένα.
Ωστόσο, ολόκληρο το σύστημα δεν αποτελείται μόνο από ηλιακούς συλλέκτες, αλλά και άλλα εξαρτήματα περιλαμβάνονται εδώ:
- inverters;
- μπαταρίες;
- ελεγκτές φόρτισης.
Κατά τον υπολογισμό της ισχύος των ηλιακών συλλεκτών για ένα σπίτι, ούτε αυτό πρέπει να γίνεται έκπτωση! Στις μπαταρίες, υπάρχει μείωση της ενέργειας - έως και 20%. Από αυτή την άποψη, σε περαιτέρω υπολογισμούς, η λαμβανόμενη βασική τιμή πρέπει να αυξηθεί κατά αυτό το ποσό.
Καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας
Σε κάθε σπίτι μπορείτε να βρείτε μια σειρά από τις πιο απαραίτητες συσκευές. Η ακόλουθη τεχνική θα λειτουργεί πάντα συγκεκριμένες ώρες:
- ψυγείο;
- TV;
- υπολογιστής;
- πλυντήριο ρούχων;
- λέβητας;
- σίδερο;
- φούρνος μικροκυμάτων (ωστόσο, δεν έχουν όλοι έναν).
Υπάρχουν και άλλες συσκευές, ελλείψει των οποίων η ζωή χάνει το επιθυμητό επίπεδο άνεσης. Επιπλέον, ένας ορισμένος αριθμός λαμπτήρων, που μπορεί να φτάσει έως και εκατό, ανάβει καθημερινά στην επικράτεια των ιδιωτικών ακινήτων.
Ο παρακάτω πίνακας δείχνειισχύς ηλεκτρικών συσκευών που χρησιμοποιούνται συχνότερα.
| οικιακή συσκευή | Βαθμολογία ισχύος (W) | Κατά προσέγγιση διάρκεια εργασίας για μία ημέρα (ώρες) | Ημερήσια κατανάλωση (kWh) |
| Φούρνος μικροκυμάτων | 500 | 2 | 3 |
| TV | 150 | 5 | 0, 8 |
| πλυντήριο | 500 | 6 | 3 |
| Ψυγείο | 500 | 3 | 1, 5 |
| Λαμπτήρες | 200 | Περίπου 10 | 2 |
| Σίδερο | 1500 | 1 | 1, 5 |
| Σημειωματάριο | 100 | 5 | 0, 5 |
| Λέβητας 150 λίτρων | 1, 2 | 5 | 6 |
| Controller | 5 | 24 | 0, 1 |
| Μετατροπέας | 20 | 24 | 0, 5 |
Με αυτό το τραπέζι είναι βολικό να πραγματοποιήσετε ένα απλόμαθηματικός υπολογισμός ηλιακών συλλεκτών. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, η ημερήσια τιμή κατανάλωσης είναι 18,9 kWh. Μόνο αυτό χωρίς να λαμβάνεται υπόψη αυτό που συνήθως δεν χρησιμοποιούμε καθημερινά - ηλεκτρικό βραστήρα, στεγνωτήρα μαλλιών, αντλία, επεξεργαστή τροφίμων κ.λπ. Έτσι, κατά μέσο όρο, μπορούν να ληφθούν έως και 25 kWh (τουλάχιστον).
Το σημαντικό σημείο είναι η ηλιοφάνεια
Πριν αρχίσετε να μετράτε τον αριθμό των ηλιακών συλλεκτών, θα πρέπει να λάβετε υπόψη κάτι όπως η ηλιακή ακτινοβολία. Σε γενικές γραμμές, αυτός ο όρος θα πρέπει να γίνει κατανοητός ως η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει ανά μονάδα επιφάνειας. Αυτή είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος, χωρίς την οποία είναι αδύνατο να προσδιοριστεί με ακρίβεια πόσα πάνελ πρέπει να αγοραστούν.
Τελικά, ακόμα κι αν δεν υπάρχει αρκετό ηλιακό φως, όσο παραγωγική κι αν είναι η μπαταρία, δεν θα μπορεί να παράγει την απαραίτητη ισχύ. Επομένως, πρέπει να κατανοήσετε τη σημασία αυτής της παραμέτρου κατά τον υπολογισμό των ηλιακών συλλεκτών. Εξάλλου, το απαιτούμενο επίπεδο παροχής ενέργειας θα εξαρτηθεί από αυτό.
Φυσικά, αυτή η παράμετρος είναι καθαρά ατομική για κάθε συγκεκριμένη περιοχή της χώρας. Υπάρχουν δύο τρόποι για να λάβετε αυτές τις απαραίτητες πληροφορίες:
- εξειδικευμένοι κατάλογοι;
- ηλεκτρονικοί μετεωρολογικοί πόροι.
Όπως καταλαβαίνετε, η μέγιστη τιμή της ηλιοφάνειας θα πέσει την καλοκαιρινή περίοδο. Οι ελάχιστες τιμές είναι κυρίως τους κρύους μήνες.
Αριθμός μπαταριών
Τώρα μπορείτε να αρχίσετε να μετράτε τον αριθμό των πάνελ. Για αυτό, η ευρεθείσα αξία της βασικής κατανάλωσηςΗ ηλεκτρική ενέργεια ανά ημέρα πρέπει να διαιρεθεί με τα δεδομένα ηλιοφάνειας του απαιτούμενου μήνα.
Ταυτόχρονα, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι ο υπολογισμός πρέπει να πραγματοποιείται σε μηνιαία βάση, καθώς τα δεδομένα μπορεί να διαφέρουν σε διαφορετικό και μερικές φορές σημαντικό βαθμό. Τώρα απομένει να διαιρέσουμε την τιμή που προκύπτει ως αποτέλεσμα του υπολογισμού του αριθμού των ηλιακών συλλεκτών ξανά, μόνο με την παράμετρο ισχύος του επιλεγμένου πάνελ. Αυτό το χαρακτηριστικό αναγράφεται στο διαβατήριο. Εάν το αποτέλεσμα είναι κλασματικός αριθμός, στρογγυλοποιείται σε μια ακέραια τιμή και μόνο προς τα πάνω. Αυτό θα είναι το τελικό αποτέλεσμα.
Φυσικά, όσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του πίνακα, τόσο λιγότερα από αυτά θα πρέπει να ληφθούν. Και εδώ όλα εξαρτώνται κυρίως από το μέγεθος του οικογενειακού προϋπολογισμού και την περιοχή της στέγης. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η περίοδος λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος. Πράγματι, με τη μείωση της ηλιοφάνειας των ηλιακών συλλεκτών, θα απαιτηθούν περισσότερα από ό,τι υπό κανονικές συνθήκες.
Ορθολογικές δαπάνες
Σκεπτόμενος τον υπολογισμό των ηλιακών συλλεκτών, αξίζει να δώσετε προσοχή στον φωτισμό. Αλλά, όπως έχει ήδη σημειωθεί, ο αριθμός των λαμπτήρων στην επικράτεια μιας ιδιωτικής κατοικίας μπορεί να είναι μεγάλος - 100 ή περισσότεροι. Για το λόγο αυτό, αξίζει να δώσετε προσοχή στους λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας.
Επιπλέον, θα πρέπει να αγοράσετε οικιακές συσκευές όχι κατώτερες από την κατηγορία Α και ακόμη και A +, A ++, A +++. Τελικά, ένα τέτοιο μέτρο θα μειώσει σημαντικά το κόστος που θα δαπανηθεί για την αγορά ηλιακώνπάνελ. Επιπλέον, οι περισσότερες σύγχρονες συσκευές έχουν σχεδιαστεί για κατανάλωση 12 V.
Και αυτό ακριβώς μπορούν να παράγουν τα πάνελ φωτογραφιών, χωρίς τη χρήση πρόσθετων συσκευών για τη μετατροπή συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενη τάση.
Παράδειγμα μαθηματικών
Κατά τον υπολογισμό του αριθμού των ηλιακών συλλεκτών για ένα σπίτι, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ποια εποχή του χρόνου ολόκληρο το σύστημα θα λειτουργεί σε πλήρη λειτουργία. Και πάλι, όλα εδώ οφείλονται στην ηλιοφάνεια. Ανάλογα με τον μήνα, ενδέχεται να απαιτείται διαφορετικός αριθμός πάνελ φωτογραφιών.
Για πιο ξεκάθαρη κατανόηση, αξίζει να δώσουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα:
- Για παράδειγμα, η ημερήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι θα είναι 15 kWh.
- παράμετρος ηλιακής ακτινοβολίας - 3 kWh/m2.
- Η ισχύς ενός πάνελ είναι 300W ή 0,3KW.
Υπολογίστε τον απαιτούμενο αριθμό μπαταριών (που συμβολίζεται με το γράμμα N): N=15/3/0, 3=16, 6. Στρογγυλοποιώντας την τιμή που προκύπτει σε έναν ακέραιο, έχουμε το αποτέλεσμα - 17 πίνακες.
Ωστόσο, το χειμώνα, η ηλιακή ακτινοβολία μειώνεται σημαντικά και μπορεί να φτάσει τη 1 kWh/m2. Σε αυτήν την περίπτωση, θα χρειαστείτε πολύ περισσότερες μπαταρίες - έως και 50.
Μια σειρά αποχρώσεων
Από τη μία πλευρά, η απόρριψη της εξάρτησης του κεντρικού τροφοδοτικού συνεπάγεται ορισμένα πλεονεκτήματα. Αλλά υπάρχει και η άλλη όψη του νομίσματος - ένα τέτοιο μέτρο είναι γεμάτο με ορισμένες αποχρώσεις που δεν πρέπει να ληφθούν υπόψη. Και πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να καταλάβουμε ότι ο ήλιος δεν θα λάμπει για όλους τους μήνες, χωρίς "διάλειμμα" - τελικά, το φωτιστικόχρειάζεται επίσης μια «ξεκούραση».
Για αυτόν τον λόγο, κατά τον υπολογισμό των ηλιακών συλλεκτών, θα πρέπει να ελέγξετε το αρχείο των καιρικών συνθηκών στην περιοχή κατοικίας για να προσδιορίσετε τον αριθμό των ημερών με συννεφιά. Μπορεί να φανεί ότι τουλάχιστον 7 ημέρες σε έναν μήνα είναι μια περίοδος δυσμενών καιρικών συνθηκών. Προς το παρόν, τα ηλιακά πάνελ δεν θα μπορούν να παρέχουν την απαιτούμενη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
Επιπλέον, δεν πρέπει να ξεχνάτε τη συντόμευση της ημέρας το φθινόπωρο και την άνοιξη. Αντίστοιχα, ο αριθμός των συννεφιασμένων ημερών αυξάνεται. Από αυτή την άποψη, για τη λήψη ηλιακής ενέργειας από τον Μάρτιο έως τον Οκτώβριο, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η συστοιχία των πάνελ έως και 50%, ανάλογα με την περιοχή κατοικίας.
